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粘性液体在毛细管中的流速与温度特性

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-04-08 08:20【
水平均匀直圆管中粘性液体作层流运动时体积流量与管子两端的压强差、管内半径、长度以及液体动力粘度存在一定的定量关系,该定量关系被称为泊肃叶定律。液体运动粘度和密度决定液体动力粘度。将管子两端的压强差看作广义压强差,泊肃叶定律在非水平均匀直圆管中同样成立。毛细管作为均匀直圆管的一种,在工程中有着十分广泛的应用。在医疗输液系统中,通过精确控制流经毛细管粘性液体的流速可以提高输液流速的精度。在毛细管流速控制的过程中,泊肃叶定律对毛细管的尺寸和流经的粘性液体提出了一定的限制条件。
 
在实际的毛细管流速控制系统中,分析流速与温度的关系至关重要。温度引起粘性液体的运动粘度和密度变化,从而改变液体的动力粘度,改变液体的流速。因此,首先需要确定液体运动粘度和密度与温度的关系,进而建立液体动力粘度与温度的关系,为毛细管粘性液体的流速控制提供准确的流速温度关系模型。粘性液体在毛细管中运动时流速与管子结构和动力粘度的关系,但未探索温度对流速的具体影响;通过实验得出原油的动力粘度与温度的数据,采用计算机技术拟合出粘温系数,从而得出更加准确的粘温模型; 李
给出了运动粘度与温度的经验表达式,并且表明常压下,压强对润滑油的运动粘度的影响可以忽略不计; 推土机箱用润滑油在40 ~ 100 ℃时运动粘度的变化,采用数值分析方法,提高了粘温模型精度,为在线监测实时运动粘度提供理论依据。目前,只是研究了粘性液体的粘温特性,不同温度下粘性液体经过毛细管时的流速特性还没有定量关系式。
 
润滑油的运动粘度测定采用毛细管法,仪器型号SYD-265,厂家:上海昌吉地质仪器有限公司。在某恒定的温度下,测定一定体积的液体在重力作用下流过一个经标定的玻璃毛细管粘度计的时间。这个时间与毛细管粘度计标定常数的乘积即为该温度下测试液体的运动粘度。在运动粘度测定过程中,首先需要保证润滑油的温度精度控制在± 0. 05 ℃ ; 其次,确保润滑油在毛细管粘度计的流动时间在200~500 s 之间。
 
针对毛细管中的流速温度特性,文章分析了粘性液体经过毛细管时流速的多个影响因素。以低温润滑油为粘性液体的样品,研究了其在常压下,温度在 0 ~ 40 ℃变化范围时,润滑油运动粘度、密度和动力粘度与温度的关联表达式,确立了液体经过特定毛细管时流速与温度的数学模型。结果表明,用Walther( b) 方程描述低温润滑油的运动粘度与温度的关系更加精确,密度与温度符合线性关系,动力粘度与温度成类指数关系,低温润滑油流速与温度成一种非线性关系。研究结果为毛细管粘液流速控制进行温度补偿提供了依据。

为提高粘性液体在毛细管中的流速控制精度,上述分析了低温润滑油经过毛细管的流速与温度特性。首先确定了低温润滑油运动粘度与温度的Walther( b) 模型,建立了密度与温度的线性关系,进而建立了低温润滑油动力粘度与温度的类指数模型。通过0~40℃ 的温度试验数据,拟合得到低温润滑油动力粘度与温度的模型中的参数,进而确立了低温润滑油通过毛细管时流速与温度的非线性关系。采用流速温度模型,对毛细管流速控制进行温度实时补偿。